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C语言面试之旅：掌握基础，探索深度（面试实战之c语言指针数组下篇）

article 2024/11/14 22:35:56

没有什么人能一路单纯到底，但是要记住，别忘了最初的自己。

----小新

一、引言

在C语言中，指针是一种特殊的数据类型，它存储的是内存地址。指针在C语言编程中扮演着重要的角色，能够有效地提高程序的效率和灵活性。理解并掌握指针的概念和运用对于学习C语言的人来说是至关重要的。

二.关键要点

内存地址：指针存储一个内存地址，该地址指向计算机内存中的某个位置。
指向：指针可以指向内存中的数据，这可以是基本数据类型（如整数、字符）或复杂的数据结构（如数组、结构体）。
解引用：通过解引用指针，可以访问指针所指向的内存地址上的值。解引用操作使用 * 符号。
地址运算：指针可以进行地址运算，例如指针加法或减法，以访问相邻内存位置。
动态内存分配：指针在动态内存分配中非常有用，允许程序在运行时分配和释放内存，避免静态内存分配的限制。
传递参数：指针允许将变量的地址传递给函数，以便在函数内部修改变量的值。

（1）使用指针的好处

指针可以动态分配内存
在链表中可以方便修改链表的节点
解析字符串
相同类型的指针可以直接复制

（2）调用Free释放内存后，指针还能用吗

Free释放掉内存后，只是把内存的使用权就被归还给系统，内存里面的东西可能被清除也可能是垃圾值，但是指向这个内存的指针还是指向这块内存，并不会NULL

（3）指针不能加指针

指针之间可以做减法，但不能做加法

（4）空指针是指指向地址为0的地方

三、指针的基本概念

（1）指针的定义

一个指针是一个变量，它存储了另一个变量的内存地址。这个被存储的地址指向了实际的数据值。

int *ptr;  // 定义一个整型指针变量ptr

（2）指针的赋值

使用"&"运算符获取一个变量的地址，然后将这个地址赋值给一个指针变量。例如，如果我们有一个变量"int num = 10;"，我们可以通过"int *ptr = &num"来创建一个指向num的指针。

int num = 10;  
int *ptr = &num;  // 将ptr指向num的地址

（3）通过指针访问变量

使用"*"运算符来通过指针访问它所指向的变量。例如，"*ptr"就表示访问ptr所指向的变量。

int num = 10;  
int *ptr = &num;  
printf("%d", *ptr);  // 输出10*，ptr表示访问ptr所指向的变量的值

（4）指针的指针

int num = 10;  
int *ptr1 = &num;  
int **ptr2 = &ptr1;  // ptr2是一个指向指针变量的指针变量，它指向ptr1  
printf("%d", **ptr2);  // 输出10**，ptr2表示访问ptr2所指向的指针变量所指向的变量的值

（5）指针在函数参数传递中的应用

在C语言中，函数参数传递有两种方式：传值方式和传地址方式。传值方式是将变量的值传递给函数，而传地址方式则是将变量的地址传递给函数。传地址方式通常使用指针来实现。

void swap(int *a, int *b) {  
    int temp = *a;  
    *a = *b;  
    *b = temp;  
}  // 通过指针传递变量的地址，实现交换两个变量的值

（6）指针在动态内存分配中的应用

使用malloc()、calloc()、realloc()等函数分配内存后，会返回一个指向分配内存的首地址的指针。通过这个指针可以访问和操作这块内存。

int *ptr = (int*)malloc(sizeof(int));  // 分配一个整型大小的内存空间，并将指针ptr指向该空间的地址  
*ptr = 10;  // 在该空间存储一个整数10  
printf("%d", *ptr);  // 输出10，访问该空间存储的值  
free(ptr);  // 释放该内存空间

四.指针的运用

函数参数传递：在C语言中，函数参数通常是通过值传递的，这意味着函数会接收到参数的副本。但是，如果我们希望函数能够直接修改原始数据，那么就需要通过指针来实现。例如，如果我们有一个函数"void increment(int *num)"，那么这个函数就可以直接修改num的值。
动态内存分配：C语言中的malloc、calloc和realloc函数返回一个指向分配内存的指针。这些函数允许我们在运行时动态地创建和释放内存，这对于构建复杂的程序结构来说是非常重要的。
数组操作：在C语言中，数组名实际上就是一个指向数组第一个元素的指针。因此，我们可以使用指针来操作数组，例如通过指针来遍历数组或者修改数组元素的值。